冰箱——伴你清涼一夏

炎炎夏日，人們用來消暑的家用電器除了風(fēng)扇、空調(diào)外，就是冰箱了。喝上一杯冰鎮(zhèn)的飲料，會給人帶來清涼的感覺。當(dāng)我們盡情享受冰箱帶來的好處時(shí)，你是否想過：冰箱是誰發(fā)明的呢？

內(nèi)部結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜

家用電冰箱簡稱冰箱，由箱體、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和附件構(gòu)成。在制冷系統(tǒng)中，“硬件”主要有壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器等四部分組成；而“軟件”則是制冷劑。這些硬軟件自成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。如果我們把壓縮機(jī)比作冰箱“心臟”的話，那制冷劑就好比冰箱的“血液”。

通電后，壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器里的氣態(tài)制冷劑，將它轉(zhuǎn)化成高溫高壓的氣體，再排入冷凝器。在冷凝器中，制冷劑向冰箱外放熱，逐步冷凝成高壓液體。高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流降壓后，進(jìn)入裝于冰箱內(nèi)部的蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器里，制冷劑由液體汽化為氣體，這種相變會吸收冰箱內(nèi)的熱量，從而使箱內(nèi)溫度降低。冰箱利用電能做功，借助制冷劑的物態(tài)變化，把箱內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到箱外。如此周而復(fù)始，達(dá)到冰箱內(nèi)制冷的目的。

制冷劑至關(guān)重要

制冷劑又稱冷凍劑或“雪種”，它是冰箱等制冷機(jī)中進(jìn)行制冷的工作物質(zhì)，簡稱“工質(zhì)”。它在制冷機(jī)內(nèi)發(fā)生“吸熱—絕熱壓縮—放熱—節(jié)流膨脹”的循環(huán)。冰箱發(fā)明后不久，人們發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)認(rèn)為制冷效果不錯(cuò)的制冷劑“氟利昂12”，它的化學(xué)式為CF2Cl2，常用“R12”表示。20世紀(jì)七八十年代，人們發(fā)現(xiàn)大氣平流層的臭氧在變薄甚至出現(xiàn)空洞，其罪魁禍?zhǔn)拙褪荝12。1987年，國際社會制訂了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，規(guī)定自2007年7月15日起不得再生產(chǎn)用R12為制冷劑的冰箱。我國已于2007年7月1日履約。

目前，取代R12的物質(zhì)是R134a（四氟乙烷）、 R152a （二氟乙烷）、R600a（異丁烷）等?，F(xiàn)有的技術(shù)研究表明，這些制冷劑散發(fā)到大氣層后，不論怎樣轉(zhuǎn)化，都不會破壞“臭氧—氧氣+氧原子”的平衡，對臭氧友好，屬環(huán)保物質(zhì)。但它們離理想的制冷劑還有一定距離，這方面的研究工作還有待進(jìn)一步深入。

試一試

1. 右表是國產(chǎn)某品牌冰箱的銘牌。請根據(jù)銘牌上的數(shù)據(jù)進(jìn)行下列計(jì)算。

（1） 試求出該冰箱每天累計(jì)工作多長時(shí)間？

（2） 假設(shè)該冰箱的能效比（性能系數(shù)）為1.2，試求出該冰箱每天的制冷量是多少？

（3） 假設(shè)水由室溫（25℃）冷凍到-20℃，該冰箱理論上每天可以冷凍多少kg水？計(jì)算值與銘牌標(biāo)示對比，兩者數(shù)值一樣嗎？試作解釋。

2. 已知，R600（正丁烷）、R600a（異丁烷）是能代替R12的制冷劑，它們的化學(xué)式都是C4H10，這兩者的關(guān)系是（）。

A. 同一種物質(zhì) B. 同系物

C. 同分異構(gòu)體 D. 同素異形體

3. 現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)證明，R12是破壞平流層臭氧平衡的罪魁禍?zhǔn)?。試用化學(xué)方程式表示它消耗臭氧的過程。

4. 冰箱的低溫能大大延長食品的保鮮時(shí)間。其中冷藏室溫度約為5℃，生熟食品的儲藏期約一天；而冷凍室內(nèi)溫度約-18℃，生熟食品的儲藏期可達(dá)三個(gè)月。低溫保鮮的原理何在呢？科學(xué)研究表明，這與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的一種特殊的蛋白質(zhì)有關(guān)，這種蛋白質(zhì)是_________。該物質(zhì)是一種高效的生物催化劑，溫度過高會使其_________；而低溫則會使其_________。

活動館

自制化學(xué)冰袋

材料：碳酸鈉晶體（俗稱：口堿、晶堿），氯化銨（氮肥的一種）、氯化鋅、研缽、溫度計(jì)、塑料袋、細(xì)線等。

過程：

1. 取29g碳酸鈉晶體、 11g氯化銨、4g氯化鋅，分別研細(xì)。

2. 先將碳酸鈉裝于塑料袋下半部，用細(xì)線攔腰綁??；再將氯化銨、氯化鋅裝于塑料袋上半部，封口。

3. 需要冷源時(shí)，將中間的細(xì)線解開，充分混和粉末。

4. 測量化學(xué)冰袋的致冷程度。

本品可在醫(yī)療、勞保、旅游等場合使用。

回音壁

2008年第6期“試一試”答案

1. A

2. A

3. 弱震震級

有感震級

中強(qiáng)震震級

4. （1） D

（2） 西（北）部高原山地、地形崎嶇；東（南）部地形平坦

（3） 斷層構(gòu)造

啟示窗

有關(guān)冰箱的發(fā)明，說法較多，這里取其中的一種說法。

19世紀(jì)中葉，澳大利亞的一名蘇格蘭印刷工約翰·哈里森在用乙醚清洗金屬印刷鉛字時(shí)，注意到了物質(zhì)的冷卻效應(yīng)。據(jù)此，哈里森于1851年發(fā)明了第一臺人工制冷壓縮機(jī)。

第一臺用電動機(jī)帶動壓縮機(jī)工作的冰箱則是由瑞典工程師布萊頓和孟德斯于1923年發(fā)明的。后來一家美國公司買去了他們的專利，于1925年生產(chǎn)出第一批家用電冰箱。（藍(lán)偉文）